Spieltag 3 – A.I.B.
Spieltagsaufgabe und Ziele
Am dritten Spieltag der zdi-Science League lag der Fokus auf der Entwicklung und dem Bau einer nachhaltigen und zukunftsorientierten Anbaufläche für unseren Food-Connect-Markt (FCM). Ziel war es, ein Konzept zu entwerfen, das moderne Lebensmittelproduktion mit technischer Innovation und sozialer Nutzung verbindet. Dabei wollten wir nicht nur eine funktionale Anbaufläche schaffen, sondern einen Ort entwickeln, an dem Menschen zusammenkommen, gemeinsam arbeiten und nachhaltige Prozesse erleben können. Ein zentraler Bestandteil war die Einbindung der drei Persona Amira, Joshua und Jonas, deren Bedürfnisse maßgeblich in die Planung eingeflossen sind. Am Ende des Spieltags sollte außerdem klar erkennbar sein, welche Pflanzen angebaut werden und wie diese in das Gesamtkonzept integriert sind.
Vorgehensweise
Konzept und Umsetzung
Grundidee
Unsere Idee basiert auf der Verbindung von Nachhaltigkeit, Technologie und Gemeinschaft. Kernstück unseres Konzepts ist ein innovatives Gewächshaus, das auf maximale Effizienz und Ressourcenschonung ausgelegt ist.
Gewächshaus und Anbaumethode
Für den Anbau nutzen wir die Aeroponik-Methode, bei der Pflanzen ohne Erde wachsen. Die Wurzeln hängen frei in der Luft und werden regelmäßig mit einem nährstoffreichen Nebel versorgt. Diese Methode haben wir bewusst gewählt, da sie im Vergleich zur konventionellen Landwirtschaft bis zu 95 % weniger Wasser verbraucht, das Pflanzenwachstum beschleunigt und gleichzeitig das Risiko von Krankheiten reduziert. Dadurch eignet sie sich besonders für nachhaltige urbane Landwirtschaft.
Ein möglicher Nachteil der Aeroponik besteht darin, dass sie stark von einer funktionierenden Technik abhängig ist, da bereits kurze Ausfälle der Bewässerung die Pflanzen schädigen können. Daher ist eine zuverlässige Steuerung besonders wichtig.
Um eine hohe Flexibilität zu erreichen, haben wir ein Klimazonensystem entwickelt, das den parallelen Anbau verschiedener Pflanzenarten ermöglicht. So können sowohl regionale als auch tropische Pflanzen unter optimalen Bedingungen wachsen.
Technische Umsetzung (Jonas)
Die Steuerung erfolgt über ein sensorgestütztes System, das kontinuierlich Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftdruck misst. Diese Daten werden genutzt, um Bewässerung, Belüftung und Beleuchtung automatisch anzupassen.
Ein zentrales Element ist unser Spektral-LED-System, das an die Wachstumsphasen der Pflanzen angepasst ist. Blaues Licht unterstützt die Wachstumsphase, rotes Licht die Blütephase und dunkelrotes Licht die Fruchtbildung. Dadurch wird die Photosynthese optimiert und der Ertrag gesteigert.
Für die technische Umsetzung nutzen wir einen Raspberry Pi 4B als zentrale Steuereinheit. Mithilfe der Software Home Assistant können Sensoren und Aktoren vernetzt und automatisierte Abläufe erstellt werden. Ergänzt wird das System durch WLAN-fähige Mikrocontroller, die eine flexible Erweiterung ermöglichen. So entsteht ein effizientes und zukunftsfähiges Smart-Home-System für den Food-Connect-Markt.
Gleichzeitig stellt die technische Komplexität eine Herausforderung dar, da das System fehleranfällig sein kann und regelmäßig gewartet werden muss. Deshalb haben wir bewusst auf ein modulares und erweiterbares System gesetzt.
Als erste Pflanze haben wir Salat ausgewählt, da dieser schnell wächst, sich gut für die Aeroponik eignet und im Alltag eine hohe Relevanz besitzt.
Soziales Konzept (Amira)
Für Amira steht die Gemeinschaft im Mittelpunkt. Deshalb haben wir den Food-Connect-Markt in zwei Ebenen aufgeteilt. Die untere Etage dient als klassischer Marktbereich mit Verkaufsflächen und Lager, während die obere Etage als Social Space gestaltet ist.
Dort entstehen ein Gemeinschaftsraum, eine Küche und weitere Angebote, die das soziale Miteinander fördern. Das Gewächshaus ist direkt angebunden, sodass Besucher aktiv am Anbau und an der Verarbeitung von Lebensmitteln teilnehmen können. Zusätzlich ist geplant, Kochkurse über eine Website anzubieten, bei denen die angebauten Lebensmittel verwendet werden.
Wichtig ist dabei, dass das Gewächshaus gemeinschaftlich genutzt wird. Für individuellen Anbau steht eine separate Fläche über der Tiefgarage zur Verfügung.
Gestaltung und Design (Joshua)
Das Design orientiert sich am Stil von Josef Albers und basiert auf einer klaren geometrischen Struktur aus zwei übereinanderliegenden Vierecken. Diese Struktur wurde im Gewächshaus aufgegriffen und weiterentwickelt.
Die Kombination aus Glasfassade, natürlichen Farben wie Grün und Braun sowie integrierten Moosflächen sorgt für eine harmonische Einbindung in die Umgebung. Gleichzeitig erfüllen die Moosflächen funktionale Aufgaben, indem sie zur Kühlung beitragen und Schadstoffe filtern. Dadurch wird das nachhaltige Konzept auch visuell sichtbar gemacht.
Baufortschritt
Im Verlauf des Spieltags konnten wir wichtige Fortschritte erzielen. Der Rohbau des Food-Connect-Marktes wurde weitgehend abgeschlossen und erste Kabel für die technische Umsetzung wurden verlegt. Die Tiefgarage konnte vollständig fertiggestellt werden und verfügt über ein Schubladensystem für eine bessere Präsentation. Auch mit dem Bau des Gewächshauses wurde begonnen und erste Anbauflächen wurden umgesetzt.
Herausforderungen
Während der Arbeit sind mehrere Herausforderungen aufgetreten. Ein zentrales Problem war das Zeitmanagement, da der vorherige Spieltag verkürzt war. Um dies auszugleichen, haben wir klare Prioritäten gesetzt und uns zunächst auf den Bau und das Gewächshaus konzentriert, während weniger dringende Aufgaben verschoben wurden.
Zudem kam es zu Kommunikationsproblemen im Team, da Absprachen nicht immer eingehalten wurden. Dies führte zu Verzögerungen und zusätzlichem Druck. Als Lösung haben wir die Aufgabenverteilung klarer strukturiert und regelmäßige Absprachen eingeführt.
Auch die technische Umsetzung stellte eine Herausforderung dar, insbesondere die Integration der Sensorik und Automatisierung. Durch ein schrittweises Vorgehen und die Aufteilung in Teilbereiche konnten wir diese Komplexität erfolgreich bewältigen.
Zusammenfassung
Zusammenfassend hat der dritte Spieltag einen entscheidenden Fortschritt für unser Projekt gebracht. Besonders das Gewächshaus stellt einen zentralen Bestandteil unseres Konzepts dar, da es Nachhaltigkeit, moderne Technik und soziale Interaktion miteinander verbindet.
Rückblickend hätten wir unsere Aufgaben von Anfang an klarer strukturieren und verbindlicher festlegen müssen, um Verzögerungen durch Kommunikationsprobleme zu vermeiden.
Trotz dieser Herausforderungen konnten wir unsere wichtigsten Ziele erreichen und eine solide Grundlage für die nächsten Schritte schaffen. Unser Projekt zeigt, wie zukünftige Lebensmittelproduktion effizient, ressourcenschonend und gemeinschaftsorientiert umgesetzt werden kann und stellt damit einen wichtigen Beitrag zur nachhaltigen Stadtentwicklung dar.
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